《科学》：微生物组指导的精准医疗
越来越多的证据表明微生物组与宿主之间相互作用的失调会导致多种疾病，其中包括炎性肠病(inflammatory bowel diseases, IBDs), 结直肠癌，糖尿病和肝硬化。近来，最新研究颠覆了我们对细菌和癌症疗法之间相互作用的理解。例如，在临床前模型中细菌可以调节不同化疗和免疫疗法的抗癌作用。从理念上讲，这意味着细菌与免疫系统的相互作用对于优化肿瘤疗法有很重要的影响。但是对人类微生物组的构成在癌症患者中对疗法结果影响的研究仍然很有限。
本期《科学》杂志上发表的三篇论文表明癌症患者肠道细菌的构成会影响患者对癌症免疫疗法的反应。法国古斯塔夫·鲁西癌症校园 (Gustave Roussy Cancer Campus) 的研究人员发现抗生素的使用与患者对PD-1免疫检查点抑制剂的不良反应相关。对那些反应不良的肺癌和肾癌患者的肠道微生物组研究发现他们肠道中Akkermansia muciniphila细菌水平显著减少。在服用抗生素的小鼠中口服这种细菌可以恢复它们对免疫疗法的反应。在另外两篇论文中，德州大学MD安德森癌症中心 (University of Texas MD Anderson Cancer Center) 和芝加哥大学 (University of Chicago) 的研究人员对接受PD-1阻断疗法的黑色素瘤患者进行了研究。他们发现对疗法反应良好的患者的肠道中有大量的 “好” 细菌，而对疗法没有反应的患者的肠道菌群构成失衡，同时免疫细胞活性受损。这一系列研究表明维持肠道细菌的健康有助于帮助患者对抗癌症，而且通过分析患者肠道细菌种群的构成可以帮助预测对免疫疗法反应良好的患者。
《Science Translational Medicine》：溶瘤病毒和肿瘤免疫疗法的成功协作
免疫检查点抑制剂在治疗癌症方面已经显示出巨大的潜力，但是这种疗法并不是对所有癌症都有效。乳腺癌和脑癌通常无法用这些药物进行治疗。但是本期《Science Translational Medicine》上发布的两篇研究论文在这两种癌症的治疗上取得了突破。加拿大渥太华大学(University of Ottawa) 的研究人员成功使用免疫检查点抑制剂治疗三阴性乳腺癌。而英国利兹大学 (University of Leeds) 的研究人员则在使用免疫检查点抑制剂治疗脑癌上取得突破。这两项研究的共同点在于在进行手术切除肿瘤之前使用溶瘤病毒 (oncolytic virus) 进行治疗。这会改变抗癌的免疫反应，从而增强随后免疫检查点抑制剂的疗效。虽然这两项研究在研究方法的细节和溶瘤病毒造成的免疫反应方面有些区别，但是它们表明溶瘤病毒在增强免疫检查点抑制剂疗法的疗效和扩展它在新癌症种类中的应用方面有很大潜力。
《Science Signaling》： 肿瘤坏死因子超级家族信号传递的结构基础
肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF) 配体和受体超级家族在细胞增殖、存活和死亡方面起到重要作用。激活或者抑制TNF超级家族信号通路可能对多种疾病具有治疗作用，其中包括癌症、自身免疫疾病和传染病。麻省总医院和哈佛医学院 (Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School) 的科学家们对TNF超级家族配体和受体的结构和它们之间的相互作用进行了盘点。现有研究表明，一个三聚体配体和三个受体组成基本的信号传递单元，在这个单元中每个受体与两个配体单体构成的界面相结合。多个受体亚基的聚集是有效信号传递的前提。目前的研究认为受体在细胞膜上预先排列形成由反平行二聚体 (antiparallel dimers) 构成的大六边形结构。在这种构象时受体处于不能传递信号的静默状态。受体的激活需要配体的结合，激活性的交联抗体能够将受体结构稳定在传递信号的激活状态。反之，拮抗性抗体可以将受体构象固定在反平行二聚体状态，这可以有效阻断信号传递。这一结构模型可能帮助设计更有效地靶向TNF信号通路的疗法。
《自然》：声学报告基因让超声波为人体内的细菌成像
哺乳动物的微生物组在生物健康和疾病方面有很多重要作用，而且基因工程让开发基于微生物的疗法和诊断方法成为可能。对于了解天然或基因工程改造后的微生物在宿主体内的活性来说首要的一点是确定它们在宿主体内的位置。但是目前对细胞位置和功能的成像技术大多依靠光学报告基因(optic reporter gene)，由于光散射的原因，这些报告基因在深度组织中的表现欠佳。
加州理工学院 (California Institute of Technology) 的研究人员开发出一种声学报告基因 (acoustic reporter gene)，这些报告基因让表达它们的细菌可以被超声波成像，而超声波具备很好的深度组织穿透能力和很高的空间分辨率。某些水生的光合生物需要表达一种称为微型气泡的气体填充的蛋白纳米结构来调节浮力，声学报告基因就是基于这些微型气泡设计而成的。
当大肠杆菌(Escherichia coli)或鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)表达生成微型气泡的一系列基因后，使用超声波可以在体积密度小于0.01%的情况下对它们进行成像，分辨率达到100微米以下。研究人员不但在胃肠道模型和癌症模型中成功检测到细菌在宿主体内的位置，而且通过开发具备不同声学特征的报告基因，他们可以对多种细胞同时进行成像。这项技术将促进对哺乳动物微生物组的研究，并且有助于开发用于诊断和治疗的细胞疗法。